M1 Mac: كيف تجعل RISC Apple Silicon أسرع من Intel

متي تفاح أعلنت أنها ستنتقل من معالجات Intel إلى شرائحها الخاصة في يونيو من عام 2020 ، وكان الكثيرون متشككين في وجود جهاز كمبيوتر مدعوم بمعالج قائم على شريحة iPhone يمكنه منافسة أجهزة كمبيوتر Mac المستندة إلى Intel والتي أصبحت المعيار منذ ذلك الحين 2006. حواسيب M1 Mac التي تم إطلاقها في تشرين الثاني (نوفمبر) 2020 ، أزال الكثير من هذا الشك ، وأظهرت أداءً عاليًا بشكل مدهش. يتغلب M1 على العديد من أفضل وحدات المعالجة المركزية Intel و AMD في الاختبارات أحادية النواة ويتفوق بسهولة على الشرائح منخفضة الطاقة في الاختبارات متعددة النواة أيضًا.

تقوم شركة Apple بتصميم رقائق الكمبيوتر الخاصة بها منذ عقد من الزمان. كل معالج السلسلة A تم تصميمه كجهاز كمبيوتر مجموعة تعليمات مخفضة (RISC) ، على عكس CISC ، الذي يستخدم تعليمات معقدة. قد يسبب الاختصار RISC بعض الالتباس لأن التفاصيل المميزة ليست عدد التعليمات ، بل تعقيد التعليمات ، وعلى وجه الخصوص ، أوضاع العنونة. على سبيل المثال ، يمكن لشريحة CISC إجراء عملية الضرب من خلال الوصول المباشر إلى موقعين للذاكرة بتعليمة واحدة معقدة. باستخدام شريحة RISC ، يتم تقسيم هذا عادةً إلى أربعة تعليمات ، اثنتان لتحميل الأرقام ، وواحدة لإجراء الضرب ، وواحدة لتخزين النتيجة. يعد الوصول إلى الذاكرة بطيئًا نسبيًا ، لذا يعد هذا تمييزًا مهمًا. عملت Apple بالفعل مع تصميمات RISC منذ عام 1994 باستخدام شريحة PowerPC.

شريحة M1 من Apple ، والتي تشغل أحدث جهاز Mac mini، MacBook Air ، و MacBook Pro مقاس 13 بوصة ، يعتمد على شرائح A-series التي تم استخدامها في كل iPhone و iPad. هذا يعني أن M1 ليس في الحقيقة من الجيل الأول تصميم RISC. تتمتع Apple بتاريخ طويل مع هذه الهندسة المعمارية ولديها متسع من الوقت لتحسين رقائقها وتحسينها. على وجه التحديد ، لديها خبرة في الاستفادة من المزايا الكامنة في تصميم RISC. نظرًا لأن هذا النوع من الشرائح له طول تعليمات ثابت ، يصبح من السهل تحميل عدد كبير من التعليمات واستكشاف فرص تنفيذ العمليات بشكل متوازٍ. هذا هو ما يسمى التنفيذ خارج الترتيب ، مثل أوضح بواسطة Anandtech في تحليل تقني للغاية لـ M1. نظرًا لأن تعليمات CISC المعقدة يمكنها الوصول إلى الذاكرة قبل إكمال العملية ، فإن تنفيذ التعليمات بالتوازي يصبح أكثر صعوبة على عكس تعليمات RISC الأبسط.

ميزة M1 Mac's RISC

للاستفادة من هذا التصميم ، M1 من Apple يتضمن مخزنًا مؤقتًا لإعادة الترتيب كبيرًا جدًا ، وهو مخزن التعليمات التي يتم جلبها وتحليلها للتنفيذ المتوازي المحتمل. لاحظ أن هذا النوع من المعالجة المتوازية يحدث تلقائيًا ويكون شفافًا لمطور التطبيق ، بينما تتطلب كتابة التطبيقات لتشغيل العمليات بالتوازي اهتمامًا وجهدًا خاصين. العمل الإضافي المتضمن يعني أنه تم تحسين المهام الأكثر كثافة فقط للتنفيذ المتوازي. هذا يعني أن M1 يتمتع بميزة من حيث المعالجة المتوازية لأنه يستخدم تعليمات أبسط ويستمد من مخزن مؤقت كبير لإعادة الترتيب.

يتضمن M1 من Apple أيضًا عددًا أكبر من أجهزة فك تشفير التعليمات مقارنة بمعالجات x86 ، وهو أمر يسهل تحقيقه باستخدام الإرشادات الأبسط ذات الطول الثابت لتصميم RISC. المزيد من وحدات فك التشفير تسمح بتقسيم التعليمات إلى عمليات صغيرة بالتوازي ، والتي يجب أن تحدث قبل التنفيذ. مرة أخرى ، يحدث المزيد من التوازي على مستوى الشريحة دون مشاركة مطور التطبيق. إنتل و AMD استخدام مخازن إعادة الترتيب للتعليمات خارج الترتيب وكذلك وحدات فك ترميز التعليمات المتعددة ، ولكن على نطاق أصغر بكثير. تجعل التعليمات الأبسط لتصميم RISC هذه التطورات أسهل وتضغط Apple على هذه الميزة باستخدام شريحة M1 التي تعمل بالطاقة Mac mini الجديد و MacBook Air و 13 بوصة ماك بوك برو.

مصدر: أناندتك

AirPods 2nd Gen Vs AirPods 3rd Gen: السعر والمواصفات والميزات مقارنة

نبذة عن الكاتب